DE2712887C2

DE2712887C2 - Ring disk clutch, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE2712887C2
Application number: DE19772712887
Authority: DE
Inventors: Hans 7056 Weinstadt Kaestle; H.-Joachim Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Schoepf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2712887B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringscheibenkupplung, so deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wechselseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist.The invention relates to an annular disc clutch, see above their linings from both sides with hollow rivets lying on an arc of a circle on the coupling body are mutually riveted in such a way that a countersunk hole (mounting hole) is followed by a free hole and the rivets are mutually inserted and also riveted, with in the circumferential direction on the Hole circle in front of and behind the free hole at least on the side that rests directly on the coupling body, depending a recess is attached.

Bei einer Kupplung für Kraftfahrzeuge sitzt auf einer Nabe ein scheibenförmiger Kupplungskörper, der zumeist als Federkörper mit zwei nach Art einer Tellerfeder gegeneinandergepreßten Platten ausgebildet ist. In diesem scheibenförmigen Kupplungskörper sind an beiden Seiten ringscheibenförmige Beläge mit ^h"> Hohlnieten befestigt. Die Außendurchmesser dieser ringscheibenförmigen Beläge stimmten mit dem Außendurchmesser des Kupplungskörpers überein. Die VerIn the case of a coupling for motor vehicles, a disk-shaped coupling body is seated on a hub, which is usually designed as a spring body with two plates pressed against one another in the manner of a cup spring. In this disc-shaped coupling body, annular disc-shaped facings with ^h "> hollow rivets are attached on both sides. The outer diameters of these annular disc-shaped facings corresponded to the outer diameter of the coupling body nietung wird nun so vorgenommen, daß der Hohlnietkopf von einer Seite durch ein Freiloch eines Kupplungsbelages hindurchgesteckt wird und auf der anderen Seite mit dem anderen Belag in einem als Senkloch ausgebildeten Befestigungsloch vernietet wiid. Das Durchstecken des vorgefertigten Kopfes des Hohlnietes durch den einen Kupplungsbelag ist deshalb möglich, weil das Freiloch einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der Nietkopf. In Umfangsrichtung gesehen wird also jeweils abwechselnd der eine oder der andere Kupplungsbelag mit den Hohlnieten von verschiedenen Seiten her mit dem Kupplungskörper vernietet Zum Vernieten wird die Hohlniete im Senkloch des anderen Belages aufgespleißt Da dies Vorgehen wechselseitig geschieht entsteht auf jedem Belag ein Lochbild in der Reihenfolge, daß auf jedes Freiloch ein Befestigungsloch und auf dieses wieder ein Freiloch usw. folgtriveting is now made so that the hollow rivet head from one side through a free hole Clutch lining is pushed through and on the other side with the other lining in one than Countersunk hole is riveted to the fastening hole. Pushing through the prefabricated head of the Hollow rivets through one clutch lining are possible because the free hole is a bit larger Has diameter than the rivet head. Seen in the circumferential direction, one is alternating in each case or the other clutch facing with the hollow rivets riveted to the clutch body from different sides The countersunk hole of the other covering is spliced open As this procedure occurs alternately on each one Cover a hole pattern in the order that on each A mounting hole is free and this is followed by another free hole, etc.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Freilöcher unter der Einwirkung von Massenkräften insbesondere bei höherer Drehzahl mechanisch höher beansprucht sind als die Befestigungslöcher. Diese höhere Beanspruchung kommt durch Spannungen am Lochrand und ist auf die jeweilige Biegebeanspruchung zwischen zwei Festpunkten, nämlich den Festpunkten für die Senklöcher, wie auch auf die geringere Querschnittsfläche gegenüber dem Senkloch zurückzuführen.It has now been shown that the open holes under the The effects of inertia forces are subject to higher mechanical loads, especially at higher speeds than the mounting holes. This higher stress comes from tensions on the edge of the hole and is on the respective bending stress between two fixed points, namely the fixed points for the countersunk holes, as well as on the smaller cross-sectional area due to the sinkhole.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese Nachteile zu vermeiden und die Festigkeit der Kupplungsbeläge zu erhöhen, insbesondere ihre Berst- und Bruchdrehzahl zu steigern. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst daß die Vertiefungen so in der Nähe der Freilöcher angebracht sind, daß der Durchmesser einer kalottenartigen Vertiefung kleiner als der Durchmesser des Freiloches, jedoch das Durchmesserverhältnis nicht kleiner als 8 zu 10 und daß das Verhältnis des Abstandes des Freiloches von der Vertiefung zum Durchmesser des Freiloches maximal 2 zu 10 ist.The object of the invention is now to address these disadvantages avoid and increase the strength of the clutch linings, especially their bursting and breaking speed increase. This object is achieved by the invention in that the depressions so in the vicinity of the Open holes are attached that the diameter of a dome-like recess is smaller than the diameter of the free hole, however, the diameter ratio not less than 8 to 10 and that the ratio of the distance of the free hole from the recess to the diameter of the free hole is a maximum of 2 to 10.

Umfangreiche Untersuchungen mit Hilfe der Spannungsoptik und auf Schleuderprüfständen an in dieser Weise erfindungsgemäß gepreßten oder gegossenen Ringscheibenkupplungen, die mit homogen aufgebauten Modell- und Originalbelägen versehen waren, haben gezeigt, daß sich Spannungssenkungen an den Freilochrändern bis zu etwa 25% mit den zur Entlastung angebrachten kartenförmigen Vertiefungen erzielen lassen.Extensive investigations with the help of the voltage optics and on centrifugal test stands in this Way according to the invention pressed or cast annular disc clutches with homogeneously constructed Model and original coverings were provided, have shown that stress reductions at the free hole edges up to about 25% with the relief Can achieve attached card-shaped depressions.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird nun, um die höchstmögliche Spannungsentlastung zu erreichen, weiterhin vorgeschlagen, daß sich das Verhältnis der Tiefe der Vertiefung zur Stärke des Kupplungsbelages mindestens wie 5 zu 10 verhält.In a further embodiment of the invention, in order to achieve the highest possible stress relief, also proposed that the ratio of the depth of the recess to the thickness of the clutch lining at least like 5 to 10.

Die Vertiefungen brauchen aber nicht umbedingt kalottenförmig zu sein. Es können auch mit ähnlichem Erfolg längliche Vertiefungen angebracht werden. Dann ist es vorteilahft, wenn die Vertiefungen so in der Nähe der Freilöcher angebracht sind, daß die Breite einer länglichen Vertiefung, deren Längsmittelachse etwa radial verläuft, sich zum Durchmesser des Freiloches wie etwa 1 zu 2 verhält und die Länge der länglichen Vertiefung etwa dem Durchmesser des Freiloches entspricht oder die längliche Vertiefung als durchlaufende Nut ausgebildet ist.However, the depressions do not necessarily have to be dome-shaped. It can also do with something similar Success elongated indentations are attached. Then it is advantageous if the depressions are so close the free holes are attached that the width of an elongated recess, the longitudinal center axis of about runs radially, is related to the diameter of the free hole as about 1 to 2 and the length of the elongated The recess corresponds approximately to the diameter of the free hole or the elongated recess is designed as a continuous groove.

Die Vertiefungen werden in jedem Fall auf der Seite angebracht, die an dem Kupplungsscheibenkörper direkt anliegt. Es ist aber auch möglich, noch zusätzlich Vertiefungen auf der Abriebseite der Kupplungsbeläge anzubringen. Außerdem ist es grundsätzlich möglich,In each case, the indentations are made on the side facing the clutch disc body directly applied. But it is also possible to have additional depressions on the wear side of the clutch linings to attach. In addition, it is basically possible

zur Entlastung auch Durchgangslöcher anzubringen oder die Entlastungswirkung der Vertiefungen auf das Freiloch zu kombinieren, daß Insgesamt nur noch ein 2twa elliptischer Durchbruch entsteht, der ganz oder teilweise durchgehend sein kann.to provide through-holes for relief or the relief effect of the depressions on the Of course, to combine that all in all there is only one elliptical breakthrough that is completely or can be partially continuous.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestelten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigtThe invention is illustrated in the following with the aid of exemplary embodiments shown in the drawing Description explained in more detail, which also removed further details of the subject matter of the invention can be. It shows

F i g. 1 eine Ansicht eines Teils einer Kupplungsscheibe mit den ciiindungsgemäßen Entlastungs-Vertiefungen, F i g. 1 is a view of part of a clutch disc with the original relief depressions,

Fig.2 einen Schnitt nach dem kreisbogenförmigen Linienzug H-II in F i g. 1, mit Schnitt durch Befestigungs- und Freilöcher und durch zwei in diese eingesetzte Hohlnieten,FIG. 2 shows a section along the arc of a line H-II in FIG. 1, with a section through fastening and free holes and through two hollow rivets inserted into them,

Fig.3 eine Draufsicht auf andere Entlastungsvertiefungen, 3 shows a plan view of other relief depressions,

F1 g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3, Fig.5 eine Draufsicht auf einen Teil eines Kupplungsbelages mit entlastenden Radialnuten rechts und links von einem Freiloch und
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-VI in F i g. 5.
Die in F i g. 1 dargestellte Ringscheibenkupplung zeigt auf einer Nabe 1 einen metallischen Kispplungskörper 2, der mit kreisförmigen metallischen Scheiben 3 versehen ist, die durch Hohlnieten 4, welche die Kupplungsbeläge 5 und 6 tragen, wie Ringfedern zusammengepreßt werden. Die Hohlnieten werden, wie Fig.2 zeigt, abwechselnd von der einen und der anderen Seite des Kupplungskörpers her durch in den Kupplungsbelägen 6 vorgesehen Freilöcher 7 eingeführt und auf der anderen Seite in einem Befestigungsloch, in einem sogenannten Senkloch 8 mit einem Spreizkopf 9 der Hohlniete 4 vernietet. Es liegt also jeweils einem Freiloch 7 in dem einen Kupplungsbelag ein Befestigungsloch 8 in dem anderen Kupplungsbelag gegenüber. Der vorgefertigte Kopf 11 der Höh !nieten 4 muß in dem Freiloch 7 Spiel haben. Deshalb ist dieses etwas größer gehalten als der Durchmesser des vorgefertigten Nietkopfes 11.F1 g. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3, Figure 5 is a plan view of part of a clutch facing with relieving radial grooves to the right and left of a free hole and
F i g. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5.
The in F i g. 1 shows an annular disk clutch on a hub 1, a metallic Kispplungskörper 2, which is provided with circular metallic disks 3, which are pressed together by hollow rivets 4, which carry the clutch linings 5 and 6, like annular springs. As shown in FIG. 2, the hollow rivets are alternately inserted from one side and the other of the coupling body through free holes 7 provided in the clutch linings 6 and on the other side in a fastening hole, in a so-called countersunk hole 8 with an expanding head 9 of the hollow rivet 4 riveted. There is therefore a mounting hole 8 in the other clutch facing opposite a free hole 7 in one clutch facing. The prefabricated head 11 of the height rivets 4 must have clearance in the free hole 7. This is why it is kept somewhat larger than the diameter of the prefabricated rivet head 11.

Da nun die Freilöcher 7 unter der Einwirkung von Massenkräften, die bei hohen Drehzahlen auftreten, mechanisch stärker beansprucht sind und höhere Spannungen am Lochrand aufweisen als die Befestigungslöcher 8, werden jene, insbesondere ihre Ränder durch Vertiefungen 12, die in der Nähe der Freilöcher 7 angebracht sind, entlastet. Die höheren Spannungen die insbesondere am Lochrand entstehen, sind auf die jweilige Biegebeanspruchung zwischen zwei Festpunkten, die durch die Senklöcher 8 gebildet werden, wie auch die geringere Querschnittsfläche gegenüber dem Senkloch zurückzuführen. Die Vertiefungen 12 können nun, wie F i g. 1 und 2 zeigen, in Richtung des Teil- oder Lochkreises 13 gesehen vor und hinter jedem Freiloch 7 ganz in seiner Nähe wenigstens auf der Seite angebracht sein, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt Unter Umständen können Vertiefungen 12a noch zusätzlich auf der Verschließseite vorgesehen sein.Since the free holes 7 are more mechanically stressed under the action of inertial forces that occur at high speeds and have higher stresses at the edge of the hole than the fastening holes 8, those, in particular their edges, are made by depressions 12 in the vicinity of the free holes 7 are relieved. The higher stresses that arise in particular at the edge of the hole are due to the respective bending stress between two fixed points that are formed by the countersunk holes 8, as well as the smaller cross-sectional area compared to the countersunk hole. The depressions 12 can now, as shown in FIG. 1 and 2 show, in the direction of the partial or circle of holes 13 seen before and be mounted behind each free hole 7 near him at least on the side that will be applied on the coupling body directly under circumstances can recesses 12a still additionally provided on the sealing side.

Dabei sollen die Vertiefungen 12, 14, 15 so in der Nähe der Freilöcher 7 angebracht sein, daß sich der Durchmesser c der Vertiefungen 12 zum Durchmesser D der Freilöcher 7 mindestens 8 bis 9 zu 10 verhalten. Weiterhin soll sich der Oberflächenabstand a der Vertiefung 12 vom Freiloch 7 zum Durchmesser D des Freiloches 7 maximal 2 zu 10 verhalten. Das bedeutet, daß sich die Vertiefungen dem Freiloch bis auf den Abstand a = Null nähern, so daß sich insgesamt gesehen eine elliptische Form des Freiloches mit den Vertiefungen ergibtThe depressions 12, 14, 15 should be attached in the vicinity of the free holes 7 so that the diameter c of the depressions 12 is at least 8 to 9 to 10 related to the diameter D of the free holes 7. Furthermore, the surface distance a of the recess 12 from the free hole 7 to the diameter D of the free hole 7 should be a maximum of 2 to 10. This means that the depressions approach the free hole up to the distance a = zero, so that overall, an elliptical shape of the free hole with the depressions results

AuSerdem kann sich die Tiefe t der Vertiefung zur Stärke b des Kupplungsbelages mindestens wie 5 zu 10 verhalten.In addition, the depth t of the recess in relation to the thickness b of the clutch facing can be at least 5 to 10.

In den F i g. 3 und 4 ist dargestellt, daß Vertiefungen 14 auch länglich ausgebildet und zu beiden Seiten eines Freiloches 7 angeordnet sein können. Dabei ist die Breite B der Vertiefung etwa halb so groß wie der Durchmesser D des Freiloches. Die Länge L der Vertiefung 14 ist etwa so groß wie der Durchmesser D des Freiloches 7. Die Tiefe f der Vertiefung 14 und der kleinste Oberflächenabstand a derselben von dem Freiloch 7 hat zum Durchmesser D des Freiloches 7 etwa dasselbe Verhältnis wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2.In the F i g. 3 and 4 it is shown that depressions 14 can also be elongated and can be arranged on both sides of a free hole 7. The width B of the recess is about half as large as the diameter D of the free hole. The length L of the recess 14 is about as large as the diameter D of the free hole 7. The depth f of the recess 14 and the smallest surface distance a thereof from the free hole 7 has about the same ratio to the diameter D of the free hole 7 as in the first embodiment the F i g. 1 and 2.

In den F i g. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt bei dem Vertiefungen durch zu beiden Seiten eines Freiloches 7 angeordnete, vom inneren Rand 16 zum äußeren Rand 17 durchlaufende Entlastungsnuten 15 gebildet werden. Die Breite B der Entlastungsnutenl5 verhält sich zu dem Durchmesser D des Freiloches 7 etwa wie 1 zu 2. Außerdem ist die Tiefe t dieser Entlastungsnuten zur Stärke b des Kupplungsbelages wie 25 zu 100 ausgebildet In the F i g. 5 and 6 show a further exemplary embodiment in which depressions are formed by relief grooves 15 which are arranged on both sides of a free hole 7 and run from the inner edge 16 to the outer edge 17. The width B of the relief grooves is related to the diameter D of the free hole 7 approximately as 1 to 2. In addition, the depth t of these relief grooves is designed as 25 to 100 for the thickness b of the clutch lining

Schließlich können entsprechende Vertiefungen in Kombination mit den Freilöchern auch ellipsenförmig ausgebildet und dabei in einen Teil der Wandstärke des Kupplungsbelages eingeprägt sein. Diese Vertiefungen können aber auch so ausgebildet sein, daß sie teilweise durchgehend und teilweise eingeprägt oder ganz durchgehend sind.Finally, corresponding depressions can also be elliptical in combination with the open holes formed and be embossed in part of the wall thickness of the clutch facing. These depressions but can also be designed so that they are partially continuous and partially embossed or entirely are continuous.

Durch diese Vertiefungen lassen sich wesentliche Entlastungen des Kupplungsbelages erzielen, die die Berst- und Bruchdrehzahlen wesentlich steigern.Through these recesses, significant relief of the clutch lining can be achieved, which the Significantly increase bursting and breaking speeds.

Die Entlastungsvertiefungen können gegebenenfalls auch hier nicht nur auf der Seite des Kupplungsbelages, die an den metallischen Scheiben 3 des Kupplungskörpers 2 anliegen, sondern auch auf der Abriebseite angebracht werden.Here, too, the relief depressions may not only be on the side of the clutch lining, which rest on the metallic disks 3 of the coupling body 2, but also on the abrasion side be attached.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Ringscheibenkupplung, deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wech- s selseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vertiefungen (12,14,15) so in der Nähe der Freilöcher (7) angebracht sind, daß der Durchmesser (c) einer is kalottenartigen Vertiefung (12) kleiner als der Durchmesser (D) des Freiloches (7), jedoch das Durchmesserverhäntis nicht kleiner als 8 zu 10. und daß das Verhältnis des Abstandes (a) des Freiloches (7) von der Vertiefung (12) zum Durchmesser (D) des Freiloches (7) maximal 2 zu 10 ist1. Ring disk coupling, the linings of which are riveted from both sides with hollow rivets lying on an arc of a circle on the coupling body in such a way that a countersunk hole (fastening hole) is followed by an open hole and the rivets are alternately inserted and also riveted, with in the circumferential direction on the circle of holes in front of and behind the free hole, at least on the side that is in direct contact with the coupling body, a recess is made, characterized in that these recesses (12,14,15) so close to the free holes (7) are attached that the diameter (c) of a dome-like recess (12) is smaller than the diameter (D) of the free hole (7), but the diameter ratio not smaller than 8 to 10. and that the ratio of the distance (a) of the free hole (7) from the recess (12) to the diameter (D) of the free hole (7) is a maximum of 2 to 10

2. Ringscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der Tiefe (t) der Vertiefung (12) zur Stärke (b) des Kupplungsbelages (5, 6) mindestens wie 5 zu 10 verhält2. An annular disc clutch according to claim 1, characterized in that the ratio of the depth (t) of the recess (12) to the thickness (b) of the clutch facing (5, 6) is at least 5 to 10

3. Ringscheibenkupplung, deren Beläge von beiden Seiten her mit auf einem Kreisbogen liegenden Hohlnieten am Kupplungskörper wechselseitig in der Weise angenietet sind, daß auf ein ~30 Senkloch (Befestigungsloch) jeweils ein Freiloch folgt und die Nieten wechselseitig eingesteckt und auch vernietet sind, wobei in Umfangsrichtung auf dem Lochkreis vor und hinter dem Freiloch wenigstens auf der Seite, die an dem Kupplungskörper direkt anliegt, je eine Vertiefung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vertiefungen (14, 15) so in der Nähe der Freilöcher (7) angebracht sind, daß die Breite (B) einer länglichen Vertiefung (14, 15), deren Längsmittelachse etwa radial verläuft, sich <ο zum Durchmesser (D) des Freiloches (7) wie etwa 13. An annular disc coupling, the linings of which are riveted to the coupling body from both sides with hollow rivets lying on an arc of a circle in such a way that a ~ 30 countersunk hole (mounting hole) is followed by an open hole and the rivets are alternately inserted and also riveted, with in Circumferential direction on the hole circle in front of and behind the free hole, at least on the side that is directly adjacent to the coupling body, a recess is made, characterized in that these recesses (14, 15) are made in the vicinity of the free holes (7), that the width (B) of an elongated recess (14, 15), the longitudinal center axis of which runs approximately radially, is <ο to the diameter (D) of the free hole (7) such as 1 zu 2 verhält und die Länge (L) der länglichen Vertiefung (14) etwa dem Durchmesser (D) des Freiloches (7) entspricht oder die längliche Vertiefung (15) als durchlaufende Nut ausgebildet ist <5to 2 and the length (L) of the elongated recess (14) corresponds approximately to the diameter (D) of the free hole (7) or the elongated recess (15) is designed as a continuous groove <5